• 제목/요약/키워드: 효소당화

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발효당 생산을 위한 목질계 바이오매스의 2단 산당화 (Two-step Acid Hydrolysis Method for Producing Fermentable Sugar from Lignocellulosic Biomass)

  • 박장한;김준석
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제54권1호
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    • pp.1-5
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    • 2016
  • 목질계 바이오매스를 이용하여 효소를 사용하지 않고 발효당을 얻기 위해 황산을 이용한 당화를 수행하였다. 바이오매스로는 pinus rigida와 palm농업 부산물인 EFB를 사용하였다. 산을 이용한 당화에서는 당의 과분해 생성물을 줄이기 위한 당화조건을 생각해 보아야 한다. 따라서 본 연구에서는 목질계 바이오매스를 이용한 2단 산당화를 수행하였다. 산을 이용한 1차 가수분해에서는 72 wt%의 황산을 이용하여 $80^{\circ}C$에서 반응시켰을 경우 가장 높은 당화율을 보였고 pinus rigida와 EFB 각각 11.49 wt%, 32 wt%의 당화율을 보였다. 이후 1차 가수분해에서 얻은 액상을 9~15 wt%의 산농도가 되도록 묽혀 $50{\sim}120^{\circ}C$의 온도로 2차 가수분해를 진행했다. 2차 가수분해시 9%의 황산농도와 $120^{\circ}C$의 온도조건에서 80분간 반응시켰을 때 최종 글루코오스 당화율은 pinus rigida의 경우 86.8 wt.% (39 g/L), EFB의 경우 95.3 wt%(32.4 g/L)를 얻을 수 있었다. 각 단계에서 분석된 결과는 물질수지를 통해 확인하고 당화 효율을 비교해 보았다.

효소제이용(酵素劑利用)에 의(依)한 주정발효(酒精醱酵)에 대(對)하여 (On the alcoholic fermentation by using the starch saccharified enzyme system)

  • 성낙계
    • Applied Biological Chemistry
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    • 제8권
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    • pp.45-50
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    • 1967
  • 세균성(細菌性) ${\alpha}-amylase$로 전분(澱粉)을 액화(液化)시키고 곰팡이 4균주(菌株)의 당화효소제(糖化酵素劑)로서 양화(糧化)시켜 발효율(醱酵率)을 비교(比較)하여 그 이용성(利用性)을 조사(調査)하고 담금농도(濃度)에 따라 필요(必要)한 SP를 실험(實驗)하였다. 1) 제국용(製麴用)곰팡이 Aspergillus 3주(株)와 Rhizopus 1주(株)에 대(對)하여 당화력(糖化力) 내산성(耐酸性) 발효성적(醱酵成績)을 비교실험(比較實驗)한 결과(結果) Asp. usamii mut shirousamii가 양호(良好)하였다. Rhi delemar 는 효소(酵素)로서의 제성질(諸性質)은 양호(良好)하나 대량제국시(大量製麴時) 오염도(汚染度)가 컸다. 2) 담금농도(濃度)와 국사용량(麴使用量)을 각각(各各) 다르게하여 발효실험(醱酵實驗)을 한결과(結果) 담금농도(濃度)에 따른 필요(必要)한 SP가 밝혀졌다. 3) 공장규모(工場規模)에 가까운 실험(實驗)을 통(通)하여 당화효소(糖化酵素)에 필요(必要)한 SP보다 1.2% 이상(以上) 첨가(添加)하는 것이 안전(安全)하였다. 그 이유(理由)로서는 열(熱) 산(酸)에 의(依)한 효소(酵素)의 파괴율(破壞率)을 생각(生覺)해야 하기 때문이다. 4) 세균성(細菌性) ${\alpha}-amylase$로 전분(澱粉)을 액화(液化)시킨다음 당화(糖化)하였음으로 효모(酵母)의 증식조건(增殖條件)이 알맞아 발효시간(醱酵時間)이 단축되었다.

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당화방법에 따른 유산균 발효천마의 품질특성 (Quality Characteristics of Fermentation Gastrodia elata Blume by Saccharifying Methods)

  • 송영은;최소라;송은주;서상영;이인석;한현아;이기권;송영주;김영회;김명곤;박신영
    • 한국식품영양학회지
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    • 제29권5호
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    • pp.698-705
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    • 2016
  • 천마의 불쾌취 개선을 위한 당화방법별 유산균 발효 결과는 3일 발효시 엿기름과 쌀누룩 이용 당화에서 총 산도가 각각 2.23, 2.33%이었으며, 생균수는 9.14 log cfu/mL와 9.27 log cfu/mL로 높았다. 발효기간이 길어짐에 따라 총 산도는 계속 높아져 3.35%까지 증가하였으나, 생균수는 3일 발효에서 가장 많았다. 아미노산 함량은 엿기름과 쌀누룩 이용 당화에서 높았고, 유리당 함량은 효소 이용 당화에서 높았으며, 그 중 glucose 함량이 가장 높았다. 천마 주성분인 gastrodin, p-HBA 등 주 성분 함량도 효소 이용 당화에서 가장 높았다. 이취성분인 p-cresol 함량이 엿기름 이용 당화에서 낮아 관능평가 결과에서도 엿기름을 이용하여 당화한 유산균 발효천마가 가장 좋은 기호도를 나타내었다.

Aspergillus niger 및 그 변이주(變異株)의 생전분당화효소(生澱粉糖化酵素)에 관(關)한 연구(硏究) (Studies on the Raw Starch Saccharifying Enzyme from the Aspergillus niger and Its Mutants)

  • 손천배;박윤중
    • 농업과학연구
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    • 제10권1호
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    • pp.166-185
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    • 1983
  • 생전분당화효소(生澱粉糖化酵素) 생산능(生産能)이 강력(强力)한 균주(菌株)를 얻기 위하여 Aspergillus niger IFO 8541(NRRL 3112)을 친주(親株)로 하여 연차적(連次的)인 자외선조사처리(紫外線照射處理) 및 NTG 처리(處理)에 의(依)한 인공변이(人工變異)를 시도(試圖)하였다. 그 결과(結果) 효소생산능(酵素生産能) 우수한 2개(個)의 변이주(變異株)를 얻었으며, 이어서 이들 균주(菌株)의 균학적(菌學的) 특징(特徵)을 조사(調査)하고 효소(酵素)의 생산조건(生産條件)과 작용조건(作用條件)을 검토(檢討)하였다. 더욱 생전분당화효소(生澱粉糖化酵素)를 정제(精製)하고 정제효소(精製酵素)의 특성(特性) 등(等)을 검토(檢討)하여 다음과 같은 결과(結果)를 얻었다. 1. 자외선조사처리(紫外線照射處理)에 의(依)하여 얻은 변이주(變異株) UV-46은 분생자두(分生子頭)의 색(色)이 tan type으로 변(變)하였으며, 밀기울배양시(培養時) 친주(親株)에 비(比)하여 호화전분당화효소(糊化澱粉糖化酵素)의 생산능(生産能)은 약(約) 2배(倍), 생전분당화효소(生澱粉糖化酵素) 생산능(生産能)은 약(約) 1.8배(倍)로 증가(增加)되었다. 2. NTG처리(處理)에 의(依)하여 얻은 변이주(變異株) NG-41은 분생자두(分生子頭)의 색(色)은 약간 엷어졌으나 흑색(黑色)이었으며, 밀기울배양시(培養時) 친주(親株)에 비(比)하여 호화전분당화효소(糊化澱粉糖化酵素) 생산능(生産能)은 약(約) 1.8배(倍) 생전분당화효소(生澱粉糖化酵素) 생산능(生産能)은 약(約) 2배(倍), ${\alpha}$-amylase 생산능(生産能)은 약(約) 3배(倍)로 증가(增加)되었다. 3. 변이주(變異株) 및 친주(親株)의 조효소액(粗酵素液)을 DEAE-Sephadex A-50 column chromatography법(法)으로 정제(精製)하여 각각(各各) 2개의 glucoamylase활성(活性) peak와 ${\alpha}$-amylase활성(活性) peak를 얻었다. Glucoamylase I은 호화전분당화효소활성(糊化澱粉糖化酵素活性)만 나타냈으나, glucoamylase II (생전분당화효소(生澱粉糖化酵素))는 생전분당화효소활성(生澱粉糖化酵素活性)과 동시(同時)에 호화전분당화효소활성(糊化澱粉糖化酵素活性)을 나타내었다. 4. 변이주(變異株) UV-46은 glucoamylase II의 생산능(生産能)이 강화(强化)되고, 변이주(變異株) NG-41은 ${\alpha}$-amylase 생산능(生産能)이 특(特)히 강화(强化)된 균주(菌株)였다. 5. 친주(親株) 및 두 변이주(變異株)의 glucoamylase II는 효소화학적(酵素化學的)인 성질(性質)이 동일(同一)한 것이었다. 6. 친주(親株) 및 두 변이주(變異株)에서 얻은 정제(精製) glucoamylase II는 전기영동적(電氣泳動的)으로 단일효소(單一酵素)라고 인정(認定)되었다. 7. 정제(精製)한 glucoamylase II의 결정(結晶)은 능형판상(菱形板狀)이었다. 8. 결정(結晶) glucoamylase II의 분자량(分子量)은 76,000, 등전점(等電點)은 3.4, 작용최적(作用最適) pH는 3.5, 작용최적온도(作用最適溫度)는 $60^{\circ}C$였다.

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전자빔 조사 처리가 백합나무 효소 당화에 미치는 영향 (Impact of electron beam irradiation on enzymatic saccharification of yellow poplar (Liriodendron tulipifera L))

  • 신수정;성용주;한규성;조남석
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2008년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.198-201
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    • 2008
  • The electron beam irradiation was applied as a pretreatment of the enzymatic hydrolysis of yellow poplar with doses of 0$\sim$450 kGy. The higher irradiation dose resulted in the more degradation of hardwood biomass not only from carbohydrates but also from lignin. This changes originated from the irradiation resulted in the better response to enzymatic hydrolysis with commercial cellulases (Celluclast 1.5L and Novozym 342). The more improvement on enzymatic hydrolysis by the irradiation was found in the xylan than in the cellulose of yellow poplar.

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KMU001 조효소에 의한 목질계 바이오매스, 볏짚의 효소당화성에 관한 연구 (Enzymatic saccharification of rice straw, a lignocellulosic biomass by the extracellular enzyme from KMU001)

  • 김영숙;이영민;차창준;윤정준
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2008년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.225-228
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    • 2008
  • This study shows that lignocellulosic biomass saccharification work has been carried out with rice-straw by the extracellular enzyme from KMU001, and the enzymes produced in 5%(w/v) wood biomass were characterized by protein and various enzyme activity measurements. Several cellulases such as Endoglucanase(EG), $\beta$-D-1,4-Glucosidase(BGL), Cellobiohydrolase(CBH), and $\beta$-D-1,4-Xylanase (BXL) were detected. Saccharification of rice-straw by the enzyme yielded about 233mg/g of glucose after 48hrs.

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자기가수분해 처리가 산업용 대마 목부 바이오매스의 효소 당화에 미치는 영향 (Enzymatic saccharification of autohydrolyzed industrial hemp (Cannabis sativa L.) lignocellulosic biomass)

  • 신수정;유주현;이수민;조남석
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2008년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.74-76
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    • 2008
  • Autohydrolysis at different temperature levels was applied as industrial hemp pretreatment technique for glucose generation. Main structural components removed by autohydrolysis was xylan, which is more sensitive in acidic hydrolysis condition than cellulose or lignin. Higher temperature reaction conditions promoted more biomass components (xylan) removal than lower temperature, which led to better respond to enzymatic saccharification of residual biomass after autohydrolysis. With $185^{\circ}C$ and 60 min, saccharification degree was 53.0% of cellulose in hemp woody core biomass.

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엿기름의 효소활성과 관련한 보리의 품질특성 (Quality Characteristics of Barley Varieties Related to Enzymatic Activity in Malt)

  • 이영택;서세정;장학길
    • 한국식품과학회지
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    • 제31권6호
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    • pp.1421-1426
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    • 1999
  • 엿기름의 품질 요소인 당화력(DP)은 보리품종에 따라 큰 차이를 나타내 $139{\sim}220^{\circ}L$의 범위에 있었다. 당화력은 ${\alpha}-amylase$ 보다 ${\beta}-amylase$와 높은 상관관계가 있어 엿기름의 ${\beta}-amylase$ 활성이 매우 중요한 인자였으며, 엿기름 첨가에 따른 amylograph 전분기질 점도 감소는 ${\alpha}-amylase$와 관련이 있는 것으로 확인되었다. 보리품종들의 품질요소들을 분석하여 엿기름 당화력과의 상관관계를 조사한 결과 엿기름의 당화력은 원맥의 품질인자와 상관관계가 별로 높지 않았으나 중량이 낮은 품종이나 덜 풍만한 품종에서 당화력이 높은 경향을 보여주었다. 보리원맥이 지니고 있는 ${\beta}-amylase$ 활성은 엿기름의 당화력과 상관관계가 있는 것으로 평가되었으며 엿기름의 당화력을 예측할 수 있는 잠재적인 당화력으로서 엿기름 제조에 매우 유용한 품질인자인 것으로 판단되었다.

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L_Glutamic acid 발효생산에 관한 연구 (제이보) Tapioca Pellets 효소 당화액을 이용한 L_Glutamic acid 생산 (Studies on the L-Glutamic acid Fermentation(Part II) L-Glutamic acid Production Employing Enzymatic Hydrolyzate of Tapioca Pellets as Carbon Source)

  • Yang, Han-Chul;Park, Yong-Jin;Kim, Jea-Weon
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제3권3호
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    • pp.147-156
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    • 1975
  • 본 실험은 Mirococcus glutamicus 균수에 의한 L-Glutamic acid 발효 생산에 있어서 Tapioca 전분의 효소당화액의 이용 가능성을 검토하였으며, 그 결과는, 20%농도의 Tapioca 전분유액에 고온성 액선균 액화효소(3000 DU/ml)를 기업 g당 30 DU 첨가하고, 85$\pm$1$^{\circ}C$, PH 6.0에서 90분간 액화한 후, Glucoamylase(4050 AU/g)을 기질 g당 15 AU 첨가하고, 55$^{\circ}C$, pH 5.0에서 36시간 가수분해시킨 당화액을 탄소원으로 사용하였을 경우가 L-Glutamic acid 생산양이 가장 양호하였다. 경화액중의 Biotin함양은 16$\mu\textrm{g}$/l로서, 과양의 Biotin농도로 인한 L-Glutamic acid 생산억제를 해결하기 위하여 첨가된 penicillin농도는 배양액ml당 10 I.U.로 배양 5시간 후 첨가하었을 경우가 가장 양호한 결과를 나타냈으며, L-Glutamic acid 생산양은 배양 60시간에서 38.5 g/l로 최대치를 나타냈다.

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시판 정제효소제를 이용한 탁주제조에 관한 연구 (제일보) 유산균의 첨가결과 (Studies on Brewing Conditions of Takjoo with Commercial Enzyme. (part 1) Influence of Lactobacilli in Takjoo Brewing.)

  • 강효원;권태종;이일근
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제3권1호
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    • pp.35-39
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    • 1975
  • 시판 정제 amylase 효소제를 이용하여 탁주양조때 탁주의 특징인 산미를 부여하기 위하여 유산균 Lactobacillus bulgaricus를 첨가하여 검토한 결양 1) L. bulgaricus의 생육 적온인 45$^{\circ}C$에서 8시간과 16시간 유산발효시킨 후에 효모를 첨가하여 만든 탁주류의 산도는 11.6과 13.9로서 너무 과양의 산이 생성되므로 탁간무로서는 불적당하었다. 2) 탁주류의 제조에서 유산난을 효모와 함께 3$0^{\circ}C$에서 접종하여 발효시킴으로서 산도8, 정도 12 vol%의 적당한 탁주류를 얻을 수 있었다. 3) 정제효소제와 유산균을 이용하여 탁주를 제조할때는 유산어과 효모의 동시접종에 앞서 당화효업의 작용최적온도에서 6시개동안정도 당화시킴이 합리적이다.

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